Nutzung

Einer der wichtigsten Herausforderungen im Kampf gegen den Klimawandel ist es, die Treibhausgasemissionen im Mobilitätssektor zu reduzieren. Neben der Batterietechnologie stehen auch Wasserstoff betriebene Fahrzeuge im Fokus der Forschung und Entwicklung. Besonders für Langstrecken-Nutzfahrzeuge ist die Wasserstoff-Brennstoffzelle eine ideale Lösung. Für diese Anwendung wird ein hoch effizienter Wasserstofftank benötigt. Die Speicherung von kryogenem komprimierten Wasserstoffgas (CcH2) ist eine vielversprechende Speichertechnologie, da sie sehr hohe Speicherdichten ermöglicht.

Für die regionale, dezentrale Produktion und Verteilung von Wasserstoff können allerdings auch Speichertechnologien mit gasförmigem Wasserstoff vorteilhaft eingesetzt werden. Hier liegt ein besonderer Fokus auf den sog. Multi-Element Gas Carrier (MEGC). MEGC sind transportable Wasserstoffspeichercontainer, in denen Wasserstoff bei erhöhtem Druck und Umgebungstemperaturen in mehreren Druckbehältern gespeichert wird.

Auch in der Luftfahrt bietet die Nutzung von grünem Wasserstoff als Antrieb für größere kommerzielle Flugzeuge erhebliches Potenzial zur Reduzierung von Emissionen. Neben der Entwicklung neuer Antriebssysteme und Flugzeugkonzepte ist der Aufbau einer entsprechenden Wasserstoff-Infrastruktur entscheidend. Die Schaffung langfristiger Perspektiven und die Definition von Transitionspfaden im Rahmen einer globalen Energiewende sind hierbei von zentraler Bedeutung. Dies erfordert eine umfassende Betrachtung der technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekte der Bereitstellungskette, der sich die Forschung am Lehrstuhl widmet.

Website: Forschung am APT
Kontakt: Sebastian Rehfeld

Entwicklung eines Cryogas Wasserstoffspeichers für den Einsatz in Lang-strecken-Nutzfahrzeugen

Die Entwicklung und Optimierung eines kryogenen Wasserstofftank-Systems für die Anwendung in LKWs liegt im Fokus des CryoTRUCK Forschungsprojekts. Die wissenschaftliche Arbeit besteht darin entsprechende thermodynamische Modelle und Simulationsmodelle für die Kältespeicherung und den Wärmeaustausch aufzustellen. Darauf basierend werden die Prozesse des Betankens und der Kraftstoffentnahme im Betrieb dynamisch simuliert. Es sind außerdem experimentelle Untersuchungen an kalten Tanksystemen mit den Projektpartnern geplant. Die Modellierung und die experimentelle Validierung sind die Grundbausteine um das CcH2-Speichersystem erfolgreich in Kraftfahrzeuge zu integrieren.

Projektrahmen: Verbundvorhaben: CryoTRUCK
Förderung: Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV)
Förderkennzeichen: 03B10411E
Laufzeit: 01.01.2022 - 31.05.2025
Website: CryoTRUCK 
Kontakt: Johannes Hamacher, Alexander Stary, Daniel Siebe, Laura Stops 

Entwicklung und Demonstration zweier Technologien für die Betankung von Flugzeugen mit Flüssigwasserstoff: Direkte Betankung und Tankwechsel-Technologie

Ziel des Projekts sind die Entwicklung zweier Betankungstechnologien und deren Demonstration an Flughäfen in Mailand und Paris. Untersucht werden die direkte Betankung eines Flugzeugs mit Flüssigwasserstoff und eine Tanktausch-Technologie, bei der ein leerer Tank durch einen gefüllten Tank ausgetauscht wird. Der Lehrstuhl für Anlagen- und Prozesstechnik arbeitet im Rahmen des Projekts ALRIGH2T in Kooperation mit Linde plc an der Entwicklung und Modellierung eines direkten Betankungssystems basierend auf einer Flüssigwasserstoffkreiselpumpe. Dabei wird eine solche Pumpe entwickelt und in einer Testanlage erprobt. Zudem wird ein dynamisches Modell für Be- und Entladungsvorgänge von Flüssigwasserstoff entwickelt und verwendet, um das Gesamtsystem zu optimieren.

Projektrahmen: EU Förderprojekt ALRIGH2T
Förderung: European Climate, Infrastructure and Environment Executive Agency (CINEA)
Förderkennzeichen: 101138105
Laufzeit: 01.01.2024 - 01.01.2028
Website: ALRIGH2T
Kontakt: Fabian Primke
Weiterführende Informationen: ALRIGH2T Website

Durch Verbrennungsmotoren können synthetische Kraftstoffe kostengünstig, effizient und emissionsarm für die Fortbewegung und zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Die Anpassung von Motorkonzepten auf neue Kraftstoffe ermöglicht bessere Wirkungsgrade und eine leistungsfähigere Abgasnachbehandlung im Vergleich zu konventionellen Kraftstoffen. In vielen Bereichen werden Verbrennungsmotoren zunehmend durch elektrische Antriebe ergänzt, so dass hybride Systeme entwickelt werden müssen, die den hohen Anforderungen einer nachhaltigen Energiewirtschaft genügen.

Website: Forschung am NMA
Kontakt: Dr.-Ing. Martin Härtl

• E-Fuel aus CO2 als Abfallprodukt der Stahlindustrie
• Batterieelektrisches Testfahrzeug mit Range Extender betrieben mit grünem Methanol
• Charakterisierung und Optimierung des Genset/Range Extender-Prototypen 

Projektrahmen: Verbundvorhaben
Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Förderkennzeichen: 03EW0019D
Laufzeit: 01.08.2021 - 31.07.2025
Kontakt: Patrick Fitz

• Erforschung emissionsfreier Wasserstoff-Großmotoren für den maritimen Bereich
• Gesamtziel wirtschaftlichen Leistungsdichten und Wirkungsgraden durch Optimierung von Brennverfahren und Tribologie
• Vielseitige Methodenanwendung innerhalb des Forschungskonsortiums aus TUM und Industriepartnern 

Projektrahmen: Verbundvorhaben
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
Förderkennzeichen: 03SX570B
Laufzeit: 01.09.2022 - 31.08.2025
Kontakt: Dr.-Ing. Maximilian Prager

Die Forschung zu Wasserstoff und seinen Derivaten am LTF konzentriert sich auf die experimentelle Untersuchungen von verschiedenen nachhaltigen Brennstoffen an einem Hubschraubertriebwerk Allison 250 C20B bezüglich Leistung und Emissionen.

Website: Forschung am LTF
Kontakt: Alexander Rabl

Kraftstoffe, Verbrennung und Emissionen

Im Bericht „Flightpath 2050 – Europe’s Vision for Aviation” wird das Ziel einer starken Verminderung der Schadstoffemissionen von CO₂ und NO_x, sowie des emittierten Lärms formuliert. Mit unserer Forschung leisten wir einen Beitrag zu den formulierten Zielen. Insbesondere der Umstieg vom Treibstoff Kerosin auf Wasserstoff soll zur Dekarbonisierung der Triebwerksemissionen beitragen. 

Website: Forschung am SFM
Kontakt: Katharina Meinecke 

Zuverlässigkeit und Sicherheit

Gasgemische, die aus großen Mengen Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO) bestehen, werden in großem Umfang in verfahrenstechnischen Prozessen eingesetzt, z. B. als Synthesegas bei der Reformierung oder Vergasung. Je nach Zusammensetzung weist das Gasgemisch jedoch einen breiten Explosionsbereich auf. Daher ist es wichtig, die Bedingungen für eine sichere Handhabung des Gemischs zu verstehen und vorherzusagen. Insbesondere die mögliche Entwicklung eines H2/CO-Gemischs bei schweren Unfallszenarien in Kernkraftwerken ist von großer Bedeutung und erfordert Forschung auf grundlegender Ebene.

Website: Forschung am SFM
Kontakt: Kajetan Planötscher 

Chemisch-kinetische Reaktionsmechanismen für SAF

Detaillierte Studie zur automatischen Generierung und Reduktion chemisch-kinetischer Mechanismen für SAF-Surrogate

Aufgrund des zunehmend dringlichen Problems der Klimaerwärmung strebt die Luftfahrtindustrie den Einsatz von nachhaltigen Flugzeugtreibstoffen (SAF) an. Während die Verwendung von SAF CO2-Emissionen reduziert und möglicherweise zur CO2-Neutralität führen könnte, wird das Problem der Nicht-CO2-Emissionen, wie Stickoxide (NOx) und Ruß, nicht direkt adressiert.
Das SAFMech-Projekt soll diese Lücke schließen und zielt darauf ab, die chemisch-physikalischen Prozesse mittels innovativer Methoden zu untersuchen, die bei der Verbrennung von SAF-Surrogaten ablaufen. Fokus sind SAF-Surrogate, welche über die Fischer-Tropsch-Synthese (FT) oder dem Alcohol-to-Jet-Verfahren (ATJ) hergestellt werden. Fortschritte bei den Untersuchungen sollen für die industrielle Anwendung verwertbar sein.
Die Arbeit in SAFMech umfasst die Erstellung detaillierter chemisch-kinetischer Reaktionsmechanismen für SAF-Surrogate unter Verwendung der „Reaction Mechanism Generator“ (RMG)-Software, gefolgt von der Entwicklung von einem Tool zur Reduktion und Optimierung der Mechanismen, wobei die Genauigkeit der detaillierten Mechanismen so gut wie möglich erhalten werden soll. Die reduzierten kinetischen Mechanismen werden zusammen mit fluiddynamischen Modellen zur Vorhersage wesentlicher Verbrennungseigenschaften verwendet. Aufgrund ihrer Rolle bei der Rußbildung und dem Rußwachstum zielt die Studie zusätzlich darauf ab, einen detaillierteren Einblick in die Bildung polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) zu gewinnen.
Das SAFMech-Projekt trägt zu den Umweltschutzzielen, veröffentlicht im Bericht „Flightpath 2050 – Europe’s Vision for Aviation“, bezüglich der Lärmminderung und der Umweltverträglichkeit von Flugtriebwerken bei.

Projektrahmen: Bayrisches Luftfahrtforschungsprogramm (BayLu25)
Förderung: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie
Förderkennzeichen: BayLu25 - BLU-2109-0028
Laufzeit: 01.07.2022 - 30.06.2025
Website: Powering Aviation - Professur für Sustainable Future Mobility
Kontakt: Pooja Neema, Michael Geuking 

H2 Verbrennung

Untersuchung physikalischer Phänomene im Zusammenhang mit der Wasserstoff-Luft-Verbrennung zukünftiger wasserstoffgetriebener Flugzeugtriebwerke.

Um die Auswirkungen des Luftverkehrs auf das Klima zu verringern, stellt die Dekarbonisierung eine große Herausforderung dar. Die derzeitigen Brennkammern verbrennen Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe wie Kerosin oder neuerdings auch SAF-Produkte. Auch Wasserstoff gilt heute als vielversprechender Energieträger, doch die Verbrennung von Wasserstoff bringt völlig neue Herausforderungen mit sich, die verstanden und antizipiert werden müssen.

HESTIA konzentriert sich auf die Erweiterung der wissenschaftlichen Kenntnisse über wasserstoffbetriebene Flugzeugtriebwerke. Die damit zusammenhängenden physikalischen Phänomene werden durch grundlegende Experimente bewertet. Diese experimentellen Arbeiten werden eng mit numerischen Aktivitäten der Projektpartner verknüpft, die Modelle anpassen oder entwickeln und deren Reifegrad schrittweise erhöhen werden, so dass sie in industrielle CFD-Codes integriert werden können.

Projektrahmen: European Commission within the Horizon Europe Programme
Förderung: European Commission: Climate, Energy and Mobility
Förderkennzeichen: 101056865
Laufzeit: 01.09.2022 - 31.08.2026
Website: European Comission - HydrogEn combuSTion In Aero engines
Kontakt: Katharina Meinecke

H2 Verbrennung

Untersuchung und Entwicklung von Brennverfahren mit niedrigsten Stickoxidemissionen („Low NOx“) für Wasserstoff in Flugtriebwerken.

Im Vergleich zur RQL-Verbrennung in mit Wasserstoff betriebenen Flugtriebwerksbrennkammern ist der Wissensstand zur technisch-vorgemischten Verbrennung mit Wasserstoff in Flugtriebwerken noch weit zurück. Dies gilt sowohl für die konzeptionelle Ebene als auch für die Optimierung erfolgversprechender Konzepte. Vorteile einer Weiterentwicklung zur vorgemischten Wasserstoffverbrennung sind allerdings v.a. mit Bezug auf die Verminderung von NOx-Emissionen zu erwarten. Im Vorhaben soll das Verhalten innovativer, vorgemischter, für die Wasserstoffverbrennung geeigneter Injektions- und Brennverfahren untersucht werden. Hierbei wird es einerseits um das stationäre (Gemischbildung und Wärmefreisetzungsverteilung) und das transiente (Zündung, Hochfahren und Abstellen) Verhalten gehen und andererseits um die thermoakustische Verbrennungsstabililtät mit niedrigsten NOx-Emissionen. Dabei legt GE Aerospace die Injektions- und Brennverfahren aus und liefert sie der TUM zu, wo die o.g. Experimente durchgeführt werden.
Zudem soll ein neuartiges axial gestuftes System an der TUM entwickelt und erste Funktionstests durchgeführt werden. Dieses System soll die entwickelte Technik zur gestuften Wasserstoffverbrennung von stationären Gasturbinen auf Flugantriebe anwenden und somit neue Wege für die Reduktion von Emissionen aufzeigen. Dabei hat das gestufte System ein erhöhtes Reduktionspotential gegenüber dem nicht gestuften. Um den Ansprüchen in verschieden Fluglagen und somit verschiedenen Lastanforderungen gerecht zu werden, werden die Stufen in verschiedenen Konfigurationen auf unterschiedliche Arbeitspunkte zugeschnitten. Dieses Konzept wird zuerst simulativ ausgelegt und dann experimentell erprobt, wobei die Messungen zur Emission im Vordergrund stehen.

Projektrahmen: Verbundvorhaben: H2-Low NOx Combustor & Conditioning for Start-up
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz 
Förderkennzeichen: 20M2211D
Laufzeit: 01.11.2023 - 31.12.2026
Website: Powering Aviation - Professur für Sustainable Future Mobility
Kontakt: Adrian Hochmuth, Maximilian Aubel 

H2 Verbrennung

Untersuchung von Growl and Rumble in RQL-Brennkammer mit Kerosin und H₂

Das Growl/Rumble-Phänomen beschreibt tieffrequenten Lärm, welcher auch in der Flugzeugkabine wahrnehmbar ist und als unangenehm empfunden werden kann. Darüber hinaus besteht das Risiko von Triebwerksschäden. Es wird davon ausgegangen, dass Äquivalenzverhältnis- und Entropiewellen das Growl/Rumble-Phänomens verursachen. Besonders im Kontext der Wasserstoffverbrennung herrscht jedoch ein Mangel an fundierten Untersuchungen.

Im Rahmen des Vorhabens „Greener-RQL“ soll deshalb die entropiewellengetriebene Thermoakustik mit zwei verschiedenen Treibstoffen untersucht werden: Kerosin - der Treibstoff aktueller Flugtriebwerke - und Wasserstoff - der Treibstoff einer neuen Generation von Flugtriebwerken. Durch „Greener-RQL“ soll somit ein besseres Verständnis zur Ausbreitung von Äquivalenzverhältnis- und Entropiewelle erlangt werden, sowie deren Rückkopplung auf die akustische Wellenausbreitung in einer luftgestuften Brennkammer (RQL).

RQL-Brennkammern sind traditionell darauf ausgelegt Stickoxidemission zu reduzieren. Diese Art von Brennkammern teilen die Verbrennung in zwei Stufen: Die erste Stufe der Verbrennung findet unter Sauerstoffmangel statt und siedelt sich daher im fetten Bereich an. Für die zweite Stufe der Verbrennung wird Luft zugeführt, sodass ein Luftüberschuss vorliegt und somit eine magere Verbrennung begünstigt wird. Durch die luftgestufte Brennkammer soll eine Verbrennung nahe dem stöchiometrischen Gleichgewicht und bei hohen Temperaturen umgangen werden, bei welchem die Konzentration von Stickoxiden am höchsten wäre.

„Greener-RQL“ wird durch das Bayerische Luftfahrtforschungsprogramm „BayLu25“ gefördert und leistet durch die Unterstützung der Wasserstofftriebwerksentwicklung einen Beitrag zur Lärmreduktion und zur Umweltverträglichkeit von Flugzeugtriebwerken.

Projektrahmen: Verbundvorhaben: Verbrennungsdynamik von RQL Brennkammern
Förderung: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie
Förderkennzeichen: BLU-2109-0012 / BayLu21-007-B
Laufzeit: 31.12.2021 - 31.12.2024
Website: Powering Aviation - Professur für Sustainable Future Mobility
Kontakt: Thuy An Do, Ángel Brito Gadeschi 

H2 Verbrennung

Thermoakustische Untersuchungen von Wasserstoff in RQL-Brennkammern

Im Vergleich zur Verbrennung von mit Kerosin betriebenen Flugtriebwerkskammern ist der Wissensstand zur Wasserstoffverbrennung im Luftfahrtbereich noch deutlich zurück. Dies gilt sowohl auf konzeptioneller Ebene als auch für die Optimierung von Erfolg versprechenden Ansätzen. In diesem Vorhaben soll auf die beim Kerosinbetrieb übliche Strategie der Luftstufung mit sog. RQL (Rich-Quench-Lean) Verbrennung aufgebaut werden. Dabei werden Schadstoffemission durch eine mehrschrittige Verbrennung deutlich reduziert. Aufgrund der sehr unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften von Wasserstoff gegenüber Kerosin soll das Verhalten innovativer, für die Wasserstoffverbrennung geeigneter Injektions- und Stufungsszenarien untersucht werden. Hierbei wird zum einen das stationäre Verhalten, wie Gemischbildung und Wärmefreisetzungsverteilung, als auch das transiente Verhalten bzgl. Zündung, Hochfahren und sicherem Abstellen, untersucht werden. Zusätzlich liegt ein hohes Augenmerk auf möglichen thermoakustischen Verbrennungsinstabilitäten. Das Vorhaben reiht sich in einem größeren Forschungsverbund ein, um auf dem Weg zur sicheren und zuverlässigen Brennkammertechnologie der Zukunft für Wasserstoffantriebe voranzukommen.

Projektrahmen: Verbundvorhaben: Anpassung des Rich-Quench-Lean-Prinzips auf mit Wasserstoff betriebene Brennkammern“
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz 
Förderkennzeichen: 20M2106C
Laufzeit: bis 31.03.2026
Website: Powering Aviation - Professur für Sustainable Future Mobility
Kontakt: Benjamin Kölbl , Jannes Papenbrock

Verbrennungsprozess von H2 /CO/Luft-Gemischen

Bestimmung der Merkmale der langsamen bis schnellen H2-CO-Verbrennung und Ableitung von Risikokriterien

In Kernkraftwerken können Bedingungen eintreten, die die Integrität des Sicherheitsbehälters gefährden, wenn beispielsweise die Brennstäbe beschädigt werden und durch Metalloxidationsreaktionen - insbesondere Zirkoniumoxidation - H2 gebildet wird. Ferner kann es zur Beton-Schmelze-Wechselwirkung (Molten Core Concrete Interaction - MCCI) kommen, bei der neben H2 auch CO freigesetzt wird. Durch Auftriebseffekte sammelt sich das Gasgemisch unter der Decke des Gebäudes an und bildet eine geschichtete, halb eingeschlossene Gasschicht. Die Wahrscheinlichkeit einer Entzündung durch heiße Oberflächen oder Funken ist hoch, wenn H2 oder H2/CO zusammen mit Sauerstoff (O2) in ausreichender Konzentration vorhanden ist. Der folgende Verbrennungsprozess kann zu einer Erhöhung von Druck und Temperatur führen. Insbesondere die schnelle turbulent-beschleunigte Verbrennung und der Übergang von der Verpuffung zur Detonation (DDT) oder die Detonation sind sicherheitsrelevant, da die damit verbundenen hohen lokalen Druckspitzen die Integrität der Gebäudestruktur beschädigen können. Im schlimmsten Fall könnte die äußere Barriere zwischen dem nuklearen Inventar und der Umwelt zerstört werden, wie z. B. in Fukushima 2011 [1].

Mit dem Ziel, ähnlich schwere Unfälle in der Zukunft zu vermeiden, soll das vorliegende Forschungsprojekt H2CORisk das wissenschaftliche Verständnis verbessern, indem es neue experimentelle Einblicke in die deflagrativen Verbrennungsprozesse von H2/CO/Luft-Gemischen im Teilcontainment liefert. Konkret sollen mit Hilfe konventioneller und optischer Messtechniken Ergebnisse gewonnen werden, die die Ableitung eines Sigma-Kriteriums für die Flammenbeschleunigung ermöglichen. Darüber hinaus werden die experimentellen Ergebnisse zur Validierung von Simulationsergebnissen verwendet, die mit einem auf OpenFoam basierenden CFD-Code erzeugt werden, der am Lehrstuhl für Thermodynamik der TUM entwickelt wird. H2CORisk ist Teil des KEK-Programms (Kompetenzerhalt in der Kerntechnik an der GRS).

[1] R. Gauntt, D. Kalinich, J. Cardoni, J. Phillips, A. Goldmann, S. Pickering, M. Francis, K. Robb, L. Ott, D. Wang, et al. Fukushima daiichi accident study (status as of april 2012). Sandia National Laboratory Report, SAND2012-6173, Albuquerque, NM, 2012

Projektrahmen: Initiative „Kompetenzerhalt in der Kerntechnik (KEK)“
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz 
Förderkennzeichen: 1501642
Laufzeit: 01.12.2021 - 30.11.2024
Website: Powering Aviation - Professur für Sustainable Future Mobility
Kontakt: Kajetan Planötscher 

Im Zentrum unserer Forschungsarbeiten stehen thermo-akustische Verbrennungsinstabilitäten. Diese beeinträchtigen die Sicherheit und Zuverlässigkeit sowohl von Gasturbinen und Raketenmotoren als auch von Haushalts- oder Industriebrennern. Die Nutzung von Energieträgern wie H2 oder NH3 bringt besondere Herausforderungen bezüglich der Flammenstabilisierung mit sich. 

Zur Analyse und Beherrschung von Instabilitäten werden in einem interdisziplinären Ansatz Strömungsmechanik, Akustik und Verbrennung mit Methoden der Systemidentifikation und Regelungstechnik kombiniert. Dabei stehen wir im intensiven Austausch mit Kollegen an Forschungseinrichtungen in- und außerhalb Europas.

Website: Forschung am TFD
Kontakt: Prof. Dr. Wolfgang Polifke

Die Zielsetzung des Vorhabens ist die Bestimmung und Bewertung der thermo-akustischen Eigenschaften eines Brennkammerprüfstands. Dies ist wichtig für den Vergleich aktueller Kerosin-basierter Technologien mit zukünftigen Konzepten der Wasserstoffverbrennung, insbesondere hinsichtlich der Flammendynamik und der thermo-akustischen Stabilität.

Das Ziel des Projekts ist die numerische Untersuchung der Flammendynamik von Kerosin- und Wasserstoffflammen. Hierfür werden hochauflösende CFD-Methoden mit Modellen der Systemidentifikation kombiniert, um die frequenzabhängige Flammen- und Entropieantwort auf akustische Anregungen zu ermitteln. Diese Daten werden in Modelle der Brennkammerakustik integriert, um die thermo-akustische Stabilität zu analysieren. Die Ergebnisse sollen mit numerischen und experimentellen Daten validiert werden.

Zusammengefasst liefert das Vorhaben eine numerisch/experimentell abgestützte Untersuchung der thermo-akustischen Stabilität einer   Brennkamme für 100% Wasserstoffverbrennung. Dies unterstützt die nationale Wasserstoffstrategie und beschleunigt die Einführung von Wasserstoff in die Luftfahrt.

Projektrahmen: LuFo VI
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
Laufzeit: 01.04.2023 - 31.03.2027
Kontakt: Clément Mocquard

Die Forschung am Lehrstuhl für Technische Elektrochemie im Bereich der Nutzung von PtX-Produkten konzentriert sich auf Protonenaustauschmembran (PEM) Brennstoffzellen zur Erzeugung elektrischer Energie. Die Themen umfassen neben Katalysatorsynthese und Designoptimierung von Katalysatorschichten mit Platingruppenmetallen auch die Entwicklung und Charakterisierung von platinfreien Katalysatoren. Darüber hinaus werden Transportprozesse in Katalysator- und Gasdiffusionsschichten untersucht und optimiert, sowie Leistungs- und Lebensdauertests mit in situ und ex situ Diagnostikmethoden durchgeführt, um ein besseres Verständnis von Degradationsmechanismen zu erlangen.

Website: Brennstoffzellenforschung am TEC
Kontakt: Matthias Kornherr

Die Schlüsseltechnologien zur Bewältigung des Wandels zu einer nachhaltigen Wirtschaft befinden sich nicht mehr in der Entwicklung, sondern liegen auf dem Tisch und sind bereit für die industrielle Einführung. Die Forschung der FTV-Gruppe konzentriert sich darauf, nachhaltige Prozesse in die Praxis umzusetzen. Sie ist an Projekten zu erneuerbaren Brennstoffen und CO₂-Abscheidung beteiligt, um einen nachhaltigeren Energiesektor zu fördern. 

Website: Forschung am CTV
Kontakt: Dr. Junior Staudt 

Im Projekt SynergyFuels werden neun Anlagen zur Synthese von E-Fuels und Biokraftstoffen sowohl stofflich als auch energetisch in ein Raffineriekonzept integriert. Die Nutzung biogener Reststoffe wird mit Power-to-X-Verfahren kombiniert. Auf diese Weise werden Synergien geschaffen: Durch die Kombination wird sowohl die stoffliche als auch die energetische Effizienz bei der Herstellung der Kraftstoffe erhöht. Das Projekt zielt auf die kurzfristige Skalierung von Prozessen zur Herstellung erneuerbarer Kraftstoffe in den Vorproduktionsmaßstab. 

Die Professur für Chemische und Thermische Verfahrenstehnick (CTV) koordiniert das SynergyFuels Projekt. Außerdem nimmt CTV an 3 weiteren Arbeitspaketen innerhalb des Projekts teil, die sich mit der Synthese und Reinigung von Formaldehyd und Ether befassen. 

Projektrahmen: Verbundprojetkt SynergyFuels: Synergien durch Integration von Biomassenutzung und Power-to-X in der Produktion erneuerbarer Kraftstoffe
Förderung: Bundesministerium für Digital und Verkehr (BMDV)
Förderkennzeichen: 16RK34003A
Laufzeit: 01.01.2023 - 31.12.2026
Website: SynergyFuels
Kontakt: Jakob Burger, Júnior Staudt
Weiterführende Informationen: synergyfuels(at)cs.tum.de

Erneuerbare Alternativen zu konventionellem Kerosin rücken aus ökologischen und ökonomischen Gründen zunehmend in den Fokus der Luftfahrt. In diesem vielfältigen Themenfeld konzentriert sich der Forschungsschwerpunkt „Alternative Kraftstoffe“ am Bauhaus Luftfahrt auf folgende zentrale Fragestellungen:

• Welche Mengen können in Zukunft weltweit auf nachhaltige Weise produziert werden?
• Welche technischen Produktionspfade stehen für eine langfristige Versorgung zur Verfügung?
• Und wie sind diese Pfade im Hinblick auf ihre technischen, ökologischen und sozioökonomischen Potenziale zu bewerten?

Technologische Optionen mit langfristigem Zukunftspotenzial spielen in den von Bauhaus Luftfahrt durchgeführte Betrachtungen eine besondere Rolle. Wichtige Forschungsthemen im Bereich alternativer Kraftstoffe sind hierbei die Produktion von fortschrittlichen Biokraftstoffen mit Rohstoffen wie Abfall- und Reststoffen, sowie nicht biogene Ansätze, z.B. Power-to-Liquid (PtL), solar-thermochemische Kraftstoffe (Sun-to-Liquid - StL) und Wasserstoff.

Website: Forschung am BH Luft